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茂兰自然保护区珍稀濒危植物石山木莲的资源现状及保护



全 文 :0 引言
石山木莲 (Manglietia calcarea X.H.Song)是 20世
纪 80年代中期发现的木兰科 (Magnoliacea)木莲属
(Manglietia)植物新种[1],为贵州特有珍稀濒危植物[2-6]。
1984年,中国学者宋祥后在贵州省荔波县莫干、洞庭、
水尧采集到标本,并作为木兰科木兰属新物种报道[1]。
之后,国内外学者对该物种的研究报道极少,只有对其
在观赏、园林利用、用材方面的价值及分布现状和濒危
程度见少量报道[2-11]。
石山木莲作为贵州特有分布种,其科研价值很高,
利用价值也甚大,但由于其居群和个体数量不多、分布
范围狭窄、资源数量有限、分布地较偏僻、生境过于特
化,对它的研究难度较大,因而其基础生物学研究近乎
空白,更谈不上对其濒危机制的探讨。茂兰保护区自
基金项目:贵州省林业厅项目“贵州省极小种群野生动植物资源拯救项目实施方案”(黔林计复[2011]25号)。
第一作者简介:令狐克鸿,男,1984年出生,贵州晴隆人,助理工程师,本科,主要从事野生动植物生态及自然保护区管理研究。通信地址:558400贵
州省荔波县樟江北路42号贵州茂兰国家级自然保护区管理局,E-mail:lhkh1984@163.com。
收稿日期:2012-07-16,修回日期:2012-07-30。
茂兰自然保护区珍稀濒危植物石山木莲的
资源现状及保护
令狐克鸿,覃龙江,陈正仁,刘绍飞,熊志斌,王春水
(贵州茂兰国家级自然保护区管理局,贵州荔波 558400)
摘 要:石山木莲(Manglietia calcarea X.H.Song)是贵州特有珍稀濒危植物。为了解茂兰保护区石山木莲
资源现状,采用样线调查法,对茂兰保护区石山木莲资源分布现状进行调查。结果表明:茂兰保护区石
山木莲资源分布狭窄、数量稀少,仅发现8个分布点共计10株,已处于濒危状态。主要分布在保护区洞
多、洞常、瑶寨、卡记海拔650~820 m之间的山坳、山腰、洼地、槽谷的次生林中、闲置地边、黔竹林内及密
林下。根据石山木莲在茂兰保护区的地理分布特点和资源现状,分析其濒危原因,探讨实现其有效保护
的措施。
关键词:石山木莲;资源分布;茂兰保护区;保护
中图分类号:Q-9 文献标志码:A 论文编号:2012-2509
The Status and Protection of Rare and Endangered Plants Manglietia calcarea X.H.Song in
Maolan National Nature Reserve
Linghu Kehong, Qin Longjiang, Chen Zhengren, Liu Shaofei, Xiong Zhibin, Wang Chunshui
(Management Bureau of Maolan National Nature Reserve in Guizhou Province, Libo Guizhou 558400)
Abstract: Manglietia calcarea X.H.Song is endemic rare and endangered plants in Guizhou. In order to
understand the resource status of Manglietia calcarea X.H.Song in Maolan National Nature Reserve, the author
investigated the status of the distribution of the Manglietia calcarea X.H.Song by using line transect survey
method. The results showed that: Manglietia calcarea X.H.Song was narrow distribution and still rare, founded
only 8 distribution points total 10, had been endangered. They were mainly distributed in Dongduo, Dongchang,
Yaozhai and Kaji, where the elevation were between 650-820 m, which were col, mountainside, depression,
trough the secondary forest, idle land side, under the bamboo forest and jungle. According to the feature of the
geographical distribution and resource status of the Manglietia calcarea X.H.Song in Maolan Nature Reserve,
the author also analyzed the reasons of endangered and investigation the effective protection measures.
Key words: Manglietia calcarea X.H.Song; resources distribution; Maolan Nature Reserve; protection
中国农学通报 2012,28(28):100-103
Chinese Agricultural Science Bulletin
令狐克鸿等:茂兰自然保护区珍稀濒危植物石山木莲的资源现状及保护
然条件复杂多样,植被在复杂多样的生物气候和土壤
条件的制约下,发生了本质的分化和演变,形成了丰富
多样的茂兰特有或珍稀植物种质资源[12]。
茂兰保护区是石山木莲的模式标本采集地,也是
其主要分布地,由于多方面原因,目前植株数量急剧减
少,已处于濒危状态[3-5]。为抢救保护贵州这一特有珍
稀濒危物种,保存其种质资源,开展该物种的生存现状
调查,探索其可行的保护策略,对于保护生物多样性具
有重要的理论和现实意义。为此,2011年4—10月,茂
兰保护区管理局组织科研技术人员对石山木莲等中国
部分极小种群植物,在茂兰保护区的生态地理分布和
资源现状展开深入调查,以期为采取有效的保护行动
和相应措施,以及进一步深入学术研究提供参考。本
研究从石山木莲的生物学特性入手,对茂兰保护内现
存的石山木莲资源和生存现状进行全面调查,并探索
保护该物种的可行途径。
1 茂兰保护区概况
贵州茂兰国家级自然保护区(以下简称“茂兰保护
区”)位于贵州省黔南布依族苗族自治州荔波县东南
部,南与广西壮族自治区接壤,地理位置为 107°52
10—108°0540E,25°0920—25°2050N。属典型的
亚热带喀斯特森林,是地球上同纬度地区喀斯特地貌
残存面积最大、分布最集中、保护最好的喀斯特森林生
态系统。保护区成立于1984年,1988年被国务院批准
为国家级自然保护区,1996年加入“国际人与生物圈”
保护区网络,2007年被评为世界自然遗产地。总面积
21285 hm2,主要是由纯质石灰岩、白云岩构成的喀斯
特地貌,岩石裸露率达90%以上,在裸露的岩石上生长
着茂密的亚热带常绿落叶阔叶混交林。在嶙峋、裸露
的岩石上却遍生茂盛乔木,森林覆盖率高达 87.3%。
地貌类型主要有喀斯特峰丛洼地、峰丛漏斗、峰丛槽谷
等,地势总趋势为西北高东南低[12]。因奇特的地理生
态环境,优越的水热条件,使茂兰喀斯特森林蕴育着丰
富的动植物资源。目前,已发现有维管束植物 1203
种,其中国家重点保护植物有200余种,茂兰特有种25
种;脊椎动物400余种,昆虫1300余种[13]。
2 研究方法
查阅资料,弄清石山木莲的形态特征及初步确定
其分布特点,对原有记载及有可能分布的区域,选择多
条调查路线,于 2011年 4—10月进行实地调查。对每
1个石山木莲分布点,采用GPS定位地理坐标,记录其
树高、胸径、分布数量、伴生物种及地理位置、海拔、小
生境、坡向、坡位、地形、土壤等。本次共调查了 27条
线路,线路长约360 km。
3 结果与分析
3.1 石山木莲的生殖特征
常绿阔叶乔木,4月初开始开花,5月底花基本凋
谢,果一般8月底—9月底成熟,聚合果卵状球形,每果
爿有种子 2~5粒,成熟时沿腹缝线全裂及沿背缝线中
部以上开裂,种子散落在岩石缝隙土壤中完成播种。
萌生性较强,受砍伐后萌发的植株长势较好,植株主干
有砍伐后萌生长成的完整单株。
3.2 石山木莲的生存现状
3.2.1 地理分布 据原始文献记载,石山木莲分布于贵
州省荔波县境内(107°37—108°18E, 25°7—25°39N)
的洞庭、水尧、莫干 [1],茂兰保护区是其主要分布地。
本次调查在茂兰保护区洞塘乡卡记后山、瑶寨后山;翁
昂乡洞多寨边、洞多王忧、洞多甲讯、洞常洞楼有少量
分布,具体分布情况见表 1。从报道石山木莲新物种
至今,未发现石山木莲新分布地的记载。
3.2.2 生态分布习性 石山木莲是典型的嗜钙植物,其
生态环境幅度小,对钙质要求高,生活在特殊的喀斯特
石灰岩生境中,是喀斯特地区特有分布种,钙生特性是
石山木莲生长环境的显著特点[12]。原始文献记载石山
木莲分布在贵州省荔波县石灰岩山地海拔600~800 m
的林中及林缘[1]。本次调查发现,石山木莲主要生长
分布地点
卡记后山
瑶寨后山
洞多坳
洞多坳下
洞多寨边
洞常洞楼
洞多王忧
洞多甲讯
经度
108°00
108°00
107°58
107°58
107°58
107°56
107°58
107°57
纬度
25°14
25°13
25°13
25°13
25°13
25°12
25°13
25°13
海拔/m
653
684
744
735
730
820
813
750
数量/株
1
1
1
2
1
1
1
2
胸径/cm
8.0
4.0
5.0
12.0, 12.0
34.0
8.0
3.0
49.5, 27.4
树高/m
3.0
2.0
2.5
5.0, 5.0
12
3.5
3.0
20.0, 20.0
生境
生于村庄边次生林路边石缝里
生于次生林小路边石面上
生于山坳石面(砍伐后萌生)
生于闲置地边土壤
生于闲置地边土壤(砍伐后萌生)
生于山腰黔竹林内(砍伐后萌生)
生于密林下石面上,长势一般
生于林中石面上,长势良好
坡位
中部
中部
中部
下部
下部
下部
中部
中部
地形
槽谷
槽谷
山坳
洼地
洼地
山腰
山丫
山腰
表1 茂兰国家级自然保护区石山木莲自然资源分布及其特征
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中国农学通报 http://www.casb.org.cn
在海拔650~820 m的低山地带,多位于坡的中下部,坡
向不定,生长于槽谷、山腰、洼地、山坳的村庄次生林路
边、闲置地边、黔竹林内及密林下,土壤为石灰土,多生
于石面上和石缝中。
主要分布地茂兰国家级自然保护区属于中亚热带
季风温润气候区,具有春秋温暖、冬无严寒、夏无酷暑、
雨量充沛的中亚热带山地湿润气候特点。年平均气温
为 15.3℃,气温年均差 18.3℃,1月平均气温为 5.2℃,7
月平均气温为23.5℃。全年降水量1752.5 mm,集中分
布在 4—10月,年平均相对湿度 83%。垂直海拔 430~
1078 m,平均海拔 880 m以上。土壤由石灰岩风化发
育而成的石灰土,石灰土表层 pH 7.1~7.4,属弱碱性;
中下层pH 7.5~8.1,属碱性[12]。
3.2.3 种群规模与群落特征 石山木莲由于其分布范围
狭窄、分布地较偏僻、生境过于特化,导致其居群和个
体数量不多,资源数量非常稀少,已处于濒危状态,原
记载有分布的地方,现已很难找到踪迹,本次调查就未
在该物种模式标本采集地莫干调查到有分布。由表1
可知,在茂兰保护区现存的石山木莲只发现 8个分布
点共10株,分布以单株型为主,基本上为零星生长,本
次调查没有发现群落分布,整个分布地均未见实生幼
树幼苗生长,初步判断其种子自然更新能力差,幼苗竞
争力弱,天然更新能力有限。除洞多甲讯、洞多寨边分
别各有1株较大(胸径:49.5 cm,34 cm)外,其他植株都
较小,胸径大多在3~5 cm之间。与其伴生的植物树种
有 掌 叶 木 [Hande bodinier (Ldvl.) Red]、漆 树 [T.
vernicifiuum (Stokes.) F.A.Barkt]、中 华 蚊 母 树 [D.
chinensis (Fr.) Diels]、长 惠 桑 [M. wittiorum Hand.
Mazz]、长梗核果木(D. longepes X.H.Song)、卵叶海桐
(P. ovoideum Gowda)、长梗罗伞 [B. glomerulata (B1.)
Regel. var. longipedicellata]、柿树(D. kaki L. f.)、齿叶黄
皮(C. dumniana Levl.)、南天竹(N. domestica Thunb.)、
棕竹 [R. exceis (Thunb.) Henry ex Rehd.]、冷水花
(P. natata C.H.Wright)等。
4 濒危原因分析
4.1 种群规模小,近交衰退严重
植物种群的规模影响着种群的生活潜力,种群规
模小是种群趋向濒危的特征之一。小种群的数量少,
其自身的数量变化随机性大,容易产生近亲繁殖和等
位基因的随机固定,其遗传漂变几率的增加将导致种
群遗传多样性降低,自然选择作用会随着小种群遗传
多样性下降而减弱,从而增大了其遗传的不稳定性,使
种群逐渐失去适应能力,易受环境的波动、灾害等随机
因素的影响,因此灭绝率高[14-15]。本次调查,石山木莲
自然保留居群的规模基本没有,整个分布地无幼苗出
现,居群更新能力差,暗示了近交衰退严重。
4.2 自身特殊的生物学习性及生态环境不利于其大量
繁殖
石山木莲对环境要求较高,尤其是对土壤条件要
求苛刻,是典型的嗜钙物种,多生长于风化的石灰岩石
面上和石缝中,而风化的石灰岩裂隙内泥土较少,保水
性较差,土壤比较干燥。根被根茎只有少量泥土覆盖,
大部分裸露在外。果实成熟时,沿腹缝线全裂及沿背
缝线中部以上开裂,种子成熟后散落在缝隙土壤中完
成自然播种。散落在石缝土壤中的种子如果不能及时
吸收足够水分就不能萌发,导致繁殖失败。这些特征
很可能是造成石山木莲不能大量繁殖,从而逐渐濒危
的原因之一。本次调查未发现石山木莲幼苗植株生
长,也证明了石山木莲不能大量繁殖。
4.3 人类活动对其生境的影响
石山木莲的主要分布地茂兰保护区已成立 20多
年,但是保护区仍有许多群众居住。由于分布狭窄,且
资源数量少,国内外学者对其研究极少,保护区的多数
管理者对该物种也了解不多,对群众的宣传保护力度
不够。部分群众把石山木莲当普通树种对待,要薪柴
时会无意识地进行砍伐,调查中发现的10株石山木莲
就有 3株是砍伐后萌生。由此可见,石山木莲生境破
坏可能是导致其陷入濒危状态的部分原因。
5 保护措施探讨
茂兰保护区石山木莲的资源已非常稀少,且分布
疏散,该物种已处于濒危状态,故对石山木莲的保护刻
不容缓。加强该地区石山木莲的保护抢救,不仅是保
护中国特有珍稀植物多样性的重要环节,而且对于研
究茂兰保护区这一特殊地域内特有珍稀植物的起源、
演变及生态环境变迁和搞好当前的生态建设都有重要
意义。目前应做好以下4个方面的工作。
5.1 开展摸底调查,制定茂兰保护区石山木莲保护
规划
组织科研技术人员就石山木莲等茂兰特有珍稀濒
危植物在茂兰保护区及周边地区的分布现状、面积大
小、种群个体数量、群落结构、生长习性、生境状况、受
危程度、面临的主要问题及其成因、保护利用方向等开
展进一步专题调研,建立茂兰保护区石山木莲种群的
资料库和档案,科学制定茂兰保护区石山木莲保护
规划。
5.2 采集种子进行人工播种,建立种子库
有选择性地采集石山木莲成熟种子,在适宜的条
件下进行保存,需要时再进行播种,不仅可以繁殖植
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令狐克鸿等:茂兰自然保护区珍稀濒危植物石山木莲的资源现状及保护
株,而且可以实现该物种种质资源的长期保存。
5.3 加强生物生态学研究,为保护提供科学指导
目前,关于石山木莲的研究报道极少,尤其是关于
其濒危机制、生殖生态学、生境土壤理化性质等方面的
研究尚属空白,开展保护工作难度较大。因此,在茂兰
保护区及周边分布点建立定位观测站,定位、定量研究
石山木莲的生长繁殖特点及其生态适应性需求(如传
粉媒介、繁殖体、散布者、光照、水分等),长期监测其生
长动态,以进一步揭示石山木莲的濒危机制,为其保护
提供更多的参考依据,更有效地实现石山木莲的保护。
5.4 加强宣传,提高认识
加大对群众进行宣传教育,提高群众对该物种的
认识,让群众认识保护该物种的重要性,禁止群众把石
山木莲当一般树种对待而进行砍伐和生境破坏。
6 结论与讨论
从茂兰保护区的石山木莲资源现状来看,其致危
的原因除了人为因素外,更重要的是其自身生物学特
性的限制。石山木莲种子具有休眠特性,自然条件下
难以形成幼苗,居群更新困难,造成石山木莲植株日益
减少,大树、老树更是罕见;石山木莲的种子在其后熟
过程中,需要保持充足的水分才能实现种子形态后熟
和生理后熟,而在自然条件下,种子落地时正值干旱季
节,并且茂兰保护区属于喀斯特地质地貌生境,土壤保
水困难,石山木莲种子很容易失水而失去生活力。以
上因素大大限制了石山木莲种群的更新和扩大。因
此,初步认为石山木莲自身的生物学特性和生境破坏,
可能是导致其陷入濒危状态的重要原因。另外,由于
石山木莲种子具有鲜红色的肉质外种皮,易被鸟类和
鼠类等动物掠食。动物捕食后未能消化的种子只有落
在适宜的生态环境中才能萌发成苗,幼苗的成活机会
减少,且只能呈零星分布。因此,动物的危害可能是石
山木莲致危的另一原因。
综上所述,加强原生地保护和无性繁殖相结合是
目前对石山木莲最直接的保护方法,在保护过程中应
以原生地保护为主。一方面,应加强石山木莲生长区
域的保护,禁止进一步破坏生境、砍伐成年母树、掠夺
性采种等,使石山木莲能够在其自然栖息地繁衍和恢
复;另一方面,应加强无性繁殖。目前,关于木莲属植
物无性繁殖方面的工作已经取得了一定的进展[16-17]。
对于种源极度缺乏的濒危石山木莲而言,仅利用种子
繁殖来完成其种群的扩大与恢复较为困难。因此,建
立以扦插、嫁接和组织培养为主的石山木莲快速繁殖
体系,对其种质资源的保存和种群的恢复扩大起着决
定性的作用。
由于调查时间短,调查线路的抽样随机性,本研究
调查得出的数据并不一定能完全反映茂兰保护区石山
木莲的资源现状。有关石山木莲致危的原因,只是初
步的研究结果,有待于进一步深入观测研究。石山木
莲天然更新能力差的原因及影响种子萌发的主要环境
因子等,都有待进一步研究。因此,继续深入对石山木
莲的结实特性、生殖能力、生存繁衍问题的研究,为今
后采种育苗、通过繁殖体获得扩大其种群或居群创造
条件,显得十分重要。
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